DE2751841B2

DE2751841B2 - Kurzschlußläufermotor mit Reibungsbremse

Info

Publication number: DE2751841B2
Application number: DE2751841A
Authority: DE
Inventors: Karl 7310 Plochingen Schmidt; Hansjoerg 7000 Stuttgart Traub
Original assignee: G. Bauknecht Gmbh, 7000 Stuttgart
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1980-10-30
Also published as: IT7829912A0; DE2751841A1; GB2011732A; FR2409629B1; GB2011732B; FR2409629A1; IT1100496B; DE2751841C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurzschlußläufermotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Kurzschlußläufermotor dieser Art (DE-OS 24 56 091) ist das auf der Läuferwelle axial beweglich gleitgelagerte Bremsglied massiv und verhältnismäßig schwer und trägt eine elastische Scheibe, die mindestens eine Vertiefung aufweist, in die ein an einen Kurzschlußring des Läufers angegossener Zapfen eintaucht. Das Angießen dieses Zapfens an den Kurzschlußring macht jedoch komplizierte gießtechnische Einrichtungen erforderlich, durch die die Herstellung des Läufers verteuert und kompliziert wird. Auch ist das Material des Kurzschlußringes und damit das Material des Zapfens normalerweise verhältnismäßig weich, so daß die Gefahr besteht, daß dieser Zapfen bei häufiger starker Belastung abbricht bzw. deformiert wird. Werden mehrere Zapfen verwendet, muß darauf geachtet werden, daß diese exakt in die Vertiefungen des Bremsgliedes passen. Auch die Herstellung des Bremsgliedes ist verhältnismäßig teuer, da sein Materialbedarf hoch ist und es eine komplizierte Gestalt hat und es ist ferner noch die Anbringung der elastischen Scheibe an ihm erforderlich. Das hohe Gewicht des Bremsgliedes verlangsamt auch das Ansprechen der Bremse infolge der größeren Massenträgheit des Bremsgliedes.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, der Klauenkupplung eine baulich besonders einfache, betriebssichere und gewichts- und kostensparende Ausbildung zu geben.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Das nach der Erfindung ausgebildete Bremsglied ist in der Herstellung sehr billig, baulich einfach und hat geringes Gewicht Hierdurch setzt der Bremsvorgang rascher ein und das Lüften der Bremse erfolgt ebenfalls rascher, da das Bremsglied infolge seiner geringen tragen Masse rascher axial bewegt werden kann. Auch ist die Herstellung des Läuferkörpers einfacher, weil an dem betreffenden Kurzschlußring keine Zapfen angegossen sind. Der Kurzschlußring benötigt für den oder die am Bremsglied angeordneten Mitnehmer lediglich mindestens eine Ausnehmung, die einfach und billig herstellbar ist und auch das Läufergewicht nicht erhöht Eine exakte Anpassung des Mitnehmers an die Länge der Ausnehmung ist nicht erforderlich und er kann stets so ausgebildet sein, daß er keiner Bruchgefahr unterliegt

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Es ist baulich besonders einfach, vorzusehen, daß der oder die Mitnehmer einstückig mit dem betreffenden Blechring des Bremsgliedes sind. Doch kommen ggfs. auch andere Ausbildungen in Frage, bspw. als Stifte.

Damit nur geringe Relativdrehungen zwischen Läufer und Bremsglied auftreten können, genügt es, vorzusehen, daß der Mitnehmer in die am Kurzschlußring gebildete Ausnehmung mit nur geringem Spiel in Drehrichtung eingreift.

Wenn der Kurzschlußring aus genügend hartem Material besteht, kann äußerst einfach vorgesehen sein, daß der Mitnehmer direkt an dem Werkstoff des Kurzschlußringes drehschlüssig zur Anlage kommt. Meist ist jedoch das Material des Kurzschlußringes relativ weich, da es normalerweise Aluminium ist und es kann dann zweckmäßig vorgesehen sein, daß diejenige sich axial erstreckende Anlagefläche der Ausnehmung im Kurzschlußring, an welcher der Mitnehmer zumindest beim Beschleunigen und Bremsen des Läufers anliegt, durch ein am Läufer angeordnetes Teil aus einem härteren Werkstoff als der Werkstoff des Kurzschlußringes gebildet ist Dies ist auf unterschiedliche Weise baulich realisierbar. So kann dieses härtere Teil ein Schenkel eines in die Ausnehmung eingesetzten und verstemmten Blechwinkels sein. Oder dieser Blechwinkel kann am Blechpaket des Läufers durch Punktschweißen befestigt sein. Man kann in manchen Fällen auch vorsehen, dieses Teil auf der betreffenden Seitenwand der Ausnehmung des Kurzschlußringes als harte Auflage direkt aufzukleben. Auch sind andere Befesiigungsmöglichkeiten für es denkbar. Auch ist es in vielen Fällen zweckmäßig, dieses eine Anlagefläche für den Mitnehmer bildende Teil aus dem betreffenden Endblech des Läuferblechpaketes zu bilden, indem in diesem Endblech eine rechtwinklige, U-förmige Ausstanzung vorgenommen wird und der hierdurch entstandene Lappen rechtwinklig abgebogen und an eine Seitenwand der Ausnehmung des Kurzschlußringes als Auflage und als Anschlag für den Mitnehmer des Bremsgliedes angelegt wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Teillängsschnht durch einen Kurzschlußläufermotor mit Reihiing.ihremse gern:·!! einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch F i g. 1, gesehen entlang Schnittlinie 2-2 in vergrößerter Darstellung,

Fig.3 einen Teillängsschnitt durch einen Motor ähnlich dem in F i g. 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 4 einen Teilschnitt durch F i g. 3, gesehen entlang Schnittlinie 4-4 in vergrößerter Darstellung.
In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen

to Bezugszeichen bezeichnet

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Elektromotor 10 ist ein Asynchronmotor mit einem Statorblechpaket 11 mit Ständerwicklung 12 und einem Läufer 13, welcher aus der Läuferwelle 20 und dem fest auf dieser Läuferwelle angeordneten Läuferkörper 17 besteht Der Läuferkörper besteht im wesentlichen aus einem Blechpaket mit einem Kurzschlußkäfig 14 aus Aluminium, das zwei an den Stirnseiten des Läuferblechpaketes 17 angeordnete Kurzschlußringe 15, 16 aufweist Das Blechpaket 17 ist

auf einer Kerbverzahnung 19 der Läuferwelle 20 fest angeordnet. Die Läuferwelle 20 ist in Lagern, wie 21, der beiden durch Zugbolzen 22 miteinander verbundenen Lagerschilde 23,24 drehbar gelagert und trägt an ihrem dargestellten Ende ein Lüfterrad 25 für die Luftkühlung

des Motors 10.

Das Lagerschild 23 weist einen auf den Läufer 13 zu gerichteten zylindrischen Vorsprung 26 auf, auf welchem ein Bremsbelag 27 mit konischer Bremsfläche 29 auswechselbar befestigt ist. Auf dem glatten Bereich 30 der Läuferwelle 20 ist zwischen dem Läuferblechpaket 17 und dem Lager 21 ein starres Bremsglied 31 axial beweglich gelagert, welches jedoch am Drehen relativ zum Läufer durch eine ständig in Eingriff befindliche längsbewegliche Kupplung in Art einer Klauenkupplung gehindert ist, so daß dieses Bremsglied 31 ständig mit dem Läufer 13 praktisch drehfest rotiert, gleichgültig ob gebremst wird oder nicht. Diese Klauenkupplung ist durch zwei zueinander diametral angeordnete Mitnehmer 33 am Bremsglied 31 und ihnen zugeordnete Ausnehmungen 34 im Kurzschlußring 15, in die sie axial eingreifen, geschaffen.

Das Bremsglied 31 besteht aus zwei geprägten Blechringen 36,37, deren aneinander anliegende ebene Böden durch Punktschweißen miteinander fest verbunden sind. Diese Blechringe bestehen aus weichmagnetischem Material, vorzugsweise aus Eisen. An dem die Welle zugekehrten Umfang sind die beiden Blechringe bei 39,40 so verformt, daß sie im Gleitsitz im Bereich 30 der Welle 20 gelagert sind. An der der Welle zugekehrten Seite bilden die Blechringe 36, 37 einen Hohlraum 41 der mit Schmierfett gefüllt ist welches der Schmierung dieses Bremsgliedes 31 auf der Welle 20 für die axiale Verstellung dient.

Der eine Blechring 37 des Bremsgliedes 31 ist an seinem Endbereich 37' konisch erweitert und der Konuswinkel entspricht dem des Bremsbelages 27 mit dem die Innenfläche des Endbereiches 37' mit dei Bremsfläche 29 zusammenwirkt. Der andere Blechring 36 ist an seinem Außenumfang zu einem — bis auf zwei zueinander diametralen Schlitzen 42 — zylindrischen Ring 43 verformt, welcher bei eingeschaltetem Motor an den ihm benachbarten stirnseitigen äußeren Randbereici. des Läuferblechpaketes 17 des Läufers 13 durch den magnetischen Streufluß des Läuferblechpaketes

h5 gegen die Wirkung einer das Bremsglied nach rechts druckbelastenden Rückstelldruckfeder 44 angezogen ist und damit an diesem Randbereich anliegt. Sobald der Motor 10 ausgeschaltet wird, verschwindet das magneti-

sehe Streufeld des Läufers 13 und die Rückstellfeder 44 drückt dann das Bremsglied 31 axial nach rechts, bis seine Bremsfläche an die stationäre Bremsfläche 29 des Bremsbelages 27 zwecks raschen Abbremsens des Läufers 13 angedrückt wird. Die drehfeste Verbindung von Läufer 13 und Bremsglied 31 bleibt über die Mitnehmer 33 erhalten.

Die Mitnehmer 33 sind durch zwei axiale, starre Blechlappen des den Ring 43 aufweisenden Blechringes 36 des Bremsgliedes 31 gebildet und befinden sich radial unter den Schlitzen 42 des Ringes 43, d. h. da, wo der Ring 43 entsprechend der Breite der Blechlappen 33 zu deren Bildung ausgeschnitten ist, so daß für diese Blechlappen 33 kein zusätzliches Material erforderlich ist und sie aus dem ursprünglich geprägten Blechring 36 durch Stanzen und entsprechendes Biegen gebildet sind.

Die Blechlappen 33 bleiben in allen axialen Stellungen des Bremsgliedes in den Ausnehmungen 34 des Kurzschlußringes 15 mit in Drehrichtung nur sehr geringem Spiel in Eingriff.

Wie zu sehen ist, hat dieser Kurzschlußring 15 außen einen geringeren Radius als der auf der anderen Läuferseite befindliche Kurzschlußring 16, um Platz für den zweifach axial geschlitzten Ring 43 des Bremsgliedes 31 zu schaffen, welcher den Kurzschlußring 15 umfangsseitig mit geringem Spiel umgreift.

Da das Metall des Kurzschlußringes 15 normalerweise relativ weich ist, ist gemäß F i g. 2 an derjenigen sich axial und radial erstreckenden Querwand der Ausnehmung 34 des Kurzschlußringes 15, an welcher der als Mitnehmer der Klauenkupplung dienende Blechlappen 33 des Bremsgliedes 31 bei der eingezeichneten Läuferdrehrichtung A beim Bremsen und beim Beschleunigen des Läufers 13 anliegt, ein Blechstreifen 47 aus härterem Material aufgebracht, der in diesem Ausführungsbeispiel rechtwinklig gebogen und am anderden Schenkel 49 an dem Läuferblechpaket rückseitig der Ausnehmung 34 angeschweißt ist.

Die Mitnehmer 33 können, anstatt mit dem Blechring 36 einstückig zu sein, in manchen Fällen auch zweckmäßig als gesonderte Teile an dem Blechring 36 befestigt, vorzugsweise angeschweißt sein.

Diese Reibungsbremse hat infolge der einfachen Ausbildung des Bremsgliedes 31 eine äußerst einfache, in der Herstellung billige Bauart und sie ist auch sehr betriebssicher, da die Führung des Bremsgliedes 31 auf der Welle praktisch verschleißfrei ist. Die Kupplung unterliegt ebenfalls keinem nennenswerten Verschleiß. Die Bremswirkung ist sehr gut und die Bremse spricht sehr rasch an, da das Bremsglied 31 nur geringe träge Masse hat und auf der Läuferwelle sehr leichtgängig axial beweglich ist.
Der Motor 10' der Ausführungsform nach den F i g. 3

^r, und 4 unterscheidet sich von dem nach den F i g. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß auf dem Kurzschlußring 15 eine zylindrische Hülse 50 aus weichmagnetisch^·™ Material vorzugsweise Eisen, bspw. durch Aufschrump fen oder Aufpressen befestigt ist, welche den das

ίο Bremsglied 3Γ anziehenden Streufluß führt, d. h. einen durch die Motorerregung erregten magnetischen Pol bildet, welcher das Bremsglied 3Γ anzieht.

Der mit dieser zylindrischen Hülse 50 zusammenwirkende Randbereich 52 des Bremsgliedes 3Γ ist eben und senkrecht zur Drehachse des Läufers 13 gerichtet. Am ebenfalls aus zwei geprägten Blechringen 36', 37, von denen der Blechring 37 dem Blechring 37 nach F i g. 1,2 entspricht, gebildeten Bremsglied 3Γ sind unter Bildung von Schlitzen zwei als Mitnehmer dienende Blechlappen 33' abgewinkelt, die in umfangsseitige, einander diametral entgegengesetzte Ausnehmungen 34 des Kurzschlußringes 15 mit in Drehrichtung geringem Spiel axial eingreifen, wobei diejenige Querseite jeder dieser Ausnehmungen 34 durch einen radial nach innen ragenden Schenkel 55 eines Blechwinkels, dessen anderer Schenkel 56 an die Innenseite der Hülse 50 durch Punktschweißen angeschweißt ist, gebildet ist, an der der Mitnehmer 33' beim Bremsen anliegt. Der Werkstoff dieses Blechwinkels 55, 56 ist härter als das

j» Material des Kurzschlußringes 15. Dieser Motor 10' arbeitet und bremst wie der Motor 10. Bei erregtem Läufer ist das Bremsglied 31' an die Hülse 50 angezogen und damit die Bremse 37, 27 gelöst, d. h. ausgerückt Bei abgeschaltetem Motor drückt die Feder 44 das mit dem

S5 Läufer 13 drehfest verbundene Bremsglied 3Γ an den stationären Bremsbelag 27, so daß die Reibungsbremse eingerückt ist und der Läufer 13 rasch abgebremst wird. Auch in diesem Ausführungsbeispiel bilden Bremsglied 31' und Läuferkörper 13' infolge der Komponenten 33' und 34 eine Kupplung in Art einer Klauenkupplung, deren Klauen durch die Mitnehmer 33' gebildet sind. Bei axialen Bewegungen des Bremsgliedes bewegen sich die Mitnehmer 33' in den Ausnehmungen 34 axial unter Beibehalt der drehfesten Verbindung von Bremsglied

„5 31'und Läufer 13.

Die Erfindung ist bevorzugt bei relativ kleinen Bremsmotoren vorgesehen, wie sie beispielsweise für Rasenmäher vorgesehen sind, kann jedoch auch Anwendung bei größeren Bremsmotoren haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ί. Kurzschlußläufennotor mit einem fest auf der Läuferwelle angeordneten Läuferkörper und mit einer Reibungsbremse, die ein auf der Läuferwelle axial beweglich gleitgelagertes, an der Rotation des Läufers ständig teilnehmendes, zumindest teilweise weichmagnetisches Bremsglied aufweist, das bei Erregung des Motors durch das magnetische Läuferstreufeld gegen die Wirkung einer Rückstellfeder auf den Läuferkörper zu verschoben und damit aus der Bremsstellung ausgerückt wird und das bei abgeschaltetem Motor durch die Rückstellfeder in seine Bremsstellung axial eingerückt wird, in der es an eine stationäre Bremsfläche zum Abbremsen des Läufers angedrückt ist, wobei das Bremsglied auf der Läuferwelie auch drehbar gleitgelagert ist, jedoch durch eine ständig eingekuppelte Klauenkupplung an Rotation auf der Läuferwelle gehindert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsglied (31;3Γ) aus zwei geprägten und miteinander in einer gemeinsamen, senkrecht zur Läuferachse liegenden Ebene fest verbundenen Blechringen (36, 37; 36', 37) besteht, deren der Läuferwelle (20) zugekehrte, axial gebogene Innenseiten ein Gleitlager bilden und daß an dem dem Läuferkörper (17) benachbarten Blechring (36; 36') mindestens ein zum Läuferkörper hin axial vorspringender Mitnehmer (33; 33') angeordnet ist, der in eine Ausnehmung (34) des KurzschluEringes (15) zur drehschlüssigen Mitnahme des Bremsgliedes eingreift.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Bremsglied benachbarte Kurzschlußring (15) des Läufers von einem an dem dem Läuferkörper benachbarten Blechring (36) des Bremsgliedes befestigten Ring (43) aus weichmagnetischem Werkstoff übergriffen ist, der mit dem Blechpaket des Läufers unmittelbar zum Ausrücken des Bremsgliedes aus seiner Bremsstellung magnetisch zusammenwirkt.
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (43) einstückig mit dem Blechring (36) ist.
4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Läuferblechpaket eine den dem Bremsglied benachbarten Kurzschlußring umfassende, zur Drehachse des Läufers koaxiale zylindrische Hülse (50) aus weichmagnetischem Material vorspringt, welche mit einem scheibenförmigen Bereich (52) des Bremsgliedes zum Ausrücken des Bremsgliedes aus seiner Bremsstellung magnetisch zusammenwirkt.
5. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Mitnehmer (33; 33') einstückig mit dem betreffenden Blechring (36; 36') des Bremsgliedes ist.
6. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (33; 33') in die am Kurzschlußring gebildete Ausnehmung (34) mit nur geringem Spiel in Drehrichtung eingreift.
7. Motor nach Anspruch '., dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußring aus einem harten Material besteht und der Mitnehmer direkt an seinem Werkstoff zur drehschlüssigen Anlage kommt.
8. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige sich axial erstreckende Anlagefläche der Ausnehmung im Kurzschlußring (15), an welcher der Mitnehmer zumindest beim Beschleunigen und Bremsen des Läufers anliegt, durch ein am Läufer angeordnetes Teil (47; 55) aus einem härteren Werkstoff als der Werkstoff des Kurzschlußringes gebildet ist
9. Motor nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Anlagefläche für den Mitnehmer bildende Teil (55) ein Schenkel eines

ίο Metallwinkels ist, dessen anderer Schenkel (56) an der Innenfläche der Hülse (50) anliegt und mit der Hülse durch Punktschweißen verbunden ist (F i g. 4).
10. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Anlagefläche für den Mitnehmer bildende Teil mit dem dem Bremsglied benachbarten Endblech des Läuferblechpakets einstückig ist und aus dem Endblech durch Stanzen und rechtwinkliges Abwinkein gebildet ist.
U. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenkupplung bezogen auf die Läuferdrehachse insgesamt zwei diametral angeordnete Mitnehmer (33:33'j aufweist
12. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Blechringe (36,37) des Bremsgliedes einen innenseitig von der Läuferwelle (20) begrenzten Hohlraum (41) für die Aufnahme von Schmierfett begrenzen.
13. Motor nach einem der vorhergehenden in Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Bremsfläche (29) eine konische Fläche eines Bremsbelages (27) ist, die mit einer komplementären konischen Fläche des ihr benachbarten Blechringes (37) des Bremsgliedes zusammenwirkt
14. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die das Gleitlager bildenden Innenseiten der beiden Blechringe (36, 37; 36', 37) axial entgegengesetzt nach auUen gebogen sind.